Nozioni teoriche di base
Il metodo del modulo di rigidezza rappresenta l'interazione reciproca tra platea di fondazione e terreno mediante un accoppiamento iterativo di pressioni di contatto del suolo, cedimenti e parametri di vincolo.
Il punto di partenza sono i valori di vincolo, con i quali viene eseguito un primo calcolo FEM per determinare la distribuzione della pressione di contatto del suolo. Successivamente, i cedimenti nel semispazio elastico sono calcolati secondo Boussinesq, integrando le tensioni strato per strato. Da ciò derivano parametri di vincolo verticali aggiornati ed efficaci al taglio, per i quali viene eseguito un ulteriore calcolo FEM. L'iterazione viene ripetuta fino a quando le variazioni dei cedimenti e delle tensioni non scendono al di sotto della soglia di convergenza.
Ulteriori informazioni sono disponibili nel manuale online per l'Add-on Analisi geotecnica:
Oggetto dell'analisi
Per la platea di fondazione rappresentata, l'analisi strutturale deve essere eseguita considerando l'interazione suolo-struttura mediante l'applicazione del metodo del modulo di rigidezza.
Modellazione del terreno
L'immissione per la struttura del suolo viene eseguita nei seguenti passaggi:
- Creazione di materiali del suolo basati su materiali da libreria
- Descrizione della struttura del suolo mediante registri di perforazione
- Creazione del blocco di terreno.
La seguente serie di immagini riassume brevemente la procedura. Una descrizione dettagliata del processo è disponibile nell'articolo tecnico KB 1699 | Creare un blocco di terreno dai campioni di suolo in RFEM 6:
1. Metodo del modulo di rigidezza come tipo di modellazione del terreno
La base per l'applicazione del metodo del modulo di rigidezza è costituita dal blocco di terreno.
Nel campo "Tipo di modellazione del terreno" del blocco di terreno è quindi possibile selezionare il metodo numerico per la modellazione del terreno.
Nel menu a discesa, viene selezionato il Metodo del modulo di rigidezza (1).
Appare una sezione aggiuntiva "Impostazioni" (2), che riassume ulteriori impostazioni e opzioni.
2. Superficie/i da supportare
Nelle impostazioni per il metodo del modulo di rigidezza, viene effettuata l'assegnazione della superficie/e da supportare. In questo esempio, vengono adottate le impostazioni predefinite per le altre opzioni.
L'immissione può essere confermata con "OK". La struttura del suolo è ora completamente modellata.
3. Vincolo generato
Il metodo del modulo di rigidezza genera il vincolo di superficie e i vincoli lineari sulle linee di bordo.
I vincoli creati sono elencati nei tipi per superfici o linee e sono mostrati graficamente sul modello. I coefficienti di vincolo sono determinati durante l'analisi strutturale.
Analisi
Nell'esempio in esame, le combinazioni di carico devono essere generate in modo guidato, in modo che il metodo del modulo di rigidezza possa essere eseguito per le combinazioni della situazione di progetto quasi permanente.
Per tutte le altre situazioni di progetto, il vincolo deve essere adottato dalla relativa combinazione quasi permanente.
Ciò è impostato di conseguenza nella creazione guidata di combinazioni, come mostra la seguente serie di immagini.
Le combinazioni di carico generate sono illustrate a titolo di esempio nella seguente serie di immagini.
Il metodo del modulo di rigidezza è attivo per tutte le combinazioni di carico della situazione quasi permanente. Per tutte le combinazioni delle altre situazioni di progetto, invece, è stata impostata l'adozione del vincolo dalla combinazione di carico quasi permanente associata. Per queste viene eseguita un'analisi strutturale senza il metodo del modulo di rigidezza.
Il modello può ora essere calcolato.
Risultati
Dopo l'analisi strutturale, nel navigatore dei risultati per le superfici è possibile selezionare il risultato "Coefficienti del vincolo elastico", in modo che i valori di vincolo Cu,z, Cvx,z o Cv,yz siano visualizzati graficamente, come mostrato nell'immagine seguente.
Inoltre, tra le reazioni vincolari è possibile selezionare il risultato per i "Coefficienti del vincolo elastico" dei vincoli lineari, visualizzandoli così nel grafico.
Conclusione
Con l'aiuto del metodo del modulo di rigidezza, l'interazione suolo-struttura può essere considerata in modo efficiente e la qualità dei risultati dell'analisi agli elementi finiti può essere significativamente migliorata rispetto al vincolo di superficie con costante.